Thân máy nắp xy lanh
Mục lục PHÂN CHIA CÔNG VIỆC .2 BÁO CÁO NỘI DUNG I Điều kiện làm việc yêu cầu Điều kiện làm việc .3 Yêu cầu II Trình bày phương án – Chọn phương án Phương án kết cấu thân máy Phương án kiểu chịu lực thân máy Phương án lót xylanh Phương án nắp xylanh Phương án gioăng bao kín 13 III Thiết kế bố trí chung 14 Bản vẽ bố trí chung 14 Tính toán sơ 16 IV Thiết kế kĩ thuật 16 Tính sức bền lót xylanh .16 Tính sức bền bu lông lắp ghép xylanh thân máy với hộp trục khuỷu 20 Tính sức bền nắp xylanh .21 V THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ 23 VI THIẾT KẾ KINH TẾ 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 1/25 PHÂN CHIA CÔNG VIỆC Điều kiện làm việc yêu cầu (Ngô Văn Phúc) 1.1 Điều kiện làm việc 1.2 Yêu cầu Trình bày phương án – chọn phương án 2.1 Phương án kết cấu (Đoàn Quốc Khương) 2.2 Phương án kiểu chịu lực (Nguyễn Minh Khoa) 2.3 Phương án lót xylanh (Nguyễn Hữu Vinh) 2.4 Phương án nắp xylanh 2.4.1 Nắp xylanh động xăng (Lê Huy Vỹ) 2.4.2 Nắp xylanh động diesel (Châu Thanh Tuấn) 2.5 Phương án gioăng bao kín (Nguyễn Xuân Tòng) Thiết kế bố trí chung (Lê Trần Anh Vũ + Lê Thanh Tuyên) Thiết kế kĩ thuật ( Ngô Văn Phúc + Lê Trần Anh Vũ ) Thiết kế công nghệ (Nguyễn Quang Sơn) Thiết kế kinh tế ( Nguyễn Hữu Vinh ) BÁO CÁO NỘI DUNG I Điều kiện làm việc yêu cầu Điều kiện làm việc - Thân máy chiụ tải tro ̣ng đô ̣ng theo tình tra ̣ng mă ̣t đường - Thân máy chiụ khoan các áo nước, khoan đường dầ u - Nắ p xylanh chiụ khoan lỗ bắ t gujông, lỗ dầ u, cò mồ , bugi, kim phun - Chịu lực khí thể (thân máy, nắp xylanh, gujông (bulông), lót xylanh, gioăng bao kín) - Chịu lực siết (thân máy, nắp xylanh, vai lót xylanh, gioăng bao kín) - Chịu nhiệt độ cao (thân máy, nắp xylanh, lót xylanh, gioăng bao kín) - Chịu ứng suất nhiệt (nắp xylanh, lót xylanh) - Chịu mài mòn (thân xylanh, lót xylanh, bạc lót ổ trục) - Chịu ăn mòn hóa học (thân máy, nắp xylanh, lót xylanh) - Chịu ăn mòn điện hóa (mặt lót xy lanh) Yêu cầu a Yêu cầu làm việc - Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, đồng thời tránh ứng suất nhiệt - Có đủ sức bền độ cứng vững để chịu đựng tải trọng lớn nhiệt độ cao - Chi tiết phải có khối lượng nhỏ, thể tích nhỏ - Chống ăn mòn hóa học tốt - Đảm bảo bao kín xylanh, không bị lọt khí, rò nước - Có buồng cháy tốt để đảm bảo trình cháy động tiến hành thuận lợi - Đảm bảo bền khoan lỗ xupap, lỗ bugi kim phun nắp xylanh - Đảm bảo độ cứng vững làm giá đỡ cho nhiều chi tiết lắp ghép nắp xylanh trục cam, xupap, cò mổ… - Đảm bảo độ bền độ cứng vững khoan đường dầu, áo nước thân máy - Đảm bảo làm mát đều, tản nhiệt tốt, đảm bảo dầu bôi trơn đến vị trí cần bôi trơn b Yêu cầu chung - Đảm bảo chất lượng tuổi thọ, độ bền ổn định - Độ tin cậy cao - Dễ dàng tháo lắp, bảo trì, bảo dưỡng, phụ tùng thay điều chỉnh cấu khác lắp thân máy nắp xylanh - Giá thành hợp lý - Tính thẩm mỹ, mẫu mã đẹp - Có khối lượng nhỏ, gọn II Trình bày phương án – Chọn phương án `- Sơ đồ bố trí phương án : Thân máy kiểu thân máy hộp trục khuỷu Kết cấu Thân máy kiểu thân rời Thân xy lanh , xy lanh chịu lực Kiểu chịu lực Vỏ thân chịu lực Gujông chịu lực Buồng cháy bán cầu Phương án án Buồng cháy hình chiêm Nắp xy lanh động xăng Buồng cháy khối ô van `Buồng cháy hình Ricacđô Buồng cháy trực tiếp Nắp xy lanh động diesel Buồng xoáy lốc hình cầu phân thành hai nửa Buồng cháy dự bị Gioăng đồng nhôm Gioăng thép Gioăng bao kín Gioăng thép Gioăng vật liệu mềm Lót xy lanh khô Lót xy lanh Lót xy lanh ướt Phương án kết cấu thân máy 1.1 Thân máy kiểu thân xylanh – hộp trục khuỷu Hình : Thân máy hộp trục khuỷu Ưu điểm : - Có độ cứng vững tương đối lớn - Được gia cố bản, gân - Độ biến dạng xylanh, ổ trục v.v… nhỏ - Giảm bớt mặt lắp ghép khiến cho gia công đơn giản - Nhẹ đỡ tốn kim loại - Đảm bào độ khít thân xylanh khoang làm mát Nhược điểm : - Chế tạo khó, loại động có đường kính xylanh lớn - Gặp khó khăn trình sửa chữa 1.2 Thân máy kiểu thân rời Hình : Thân máy kiểu thân rời 1.2.1 Thân rời dùng nắp xylanh riêng Ưu điểm : - Dễ chế tạo - Thân máy làm thân chung có nhiều xylanh tăng độ cứng vững động cơ, rút ngắn chiều dài giảm trọng lượng thân máy - Thuận tiện cho việc sửa chữa Nhược điểm : - Làm nắp xylanh riêng làm giảm độ cứng vững động - Thân máy có kiểu chịu lực dùng gujông - Phải dùng gioăng đệm để tránh tượng chảy nước rò khí thân máy nắp xylanh 1.2.2 Thân rời liền nắp xylanh Ưu điểm : - Thân máy làm thân chung có nhiều xylanh tăng độ cứng vững động cơ, rút ngắn chiều dài giảm trọng lượng thân máy - Nắp xylanh làm chung tăng độ cứng vững động - Thân máy sử dụng ba kiểu chịu lực: xylanh chịu lực, vỏ thân chịu lực, xylanh chịu lực Nhược điểm : - Chế tạo bao kín khó khăn - Không thuận tiện cho việc sửa chữa làm riêng xylanh nắp - Phải dùng gioăng đệm để tránh tượng chảy nước rò khí thân máy nắp xylanh → Chọn phương án thân máy kiểu thân xylanh – hộp trục khuỷu Phương án kiểu chịu lực thân máy 2.1 Thân xy lanh chịu lực Hình : Thân máy kiểu xy lanh chịu lực Ưu điểm : - Độ cứng vững lớn - Chịu lực tốt Nhược điểm : - Chế tạo khó, loại động có đường kính xylanh lớn 2.2 Vỏ thân chịu lực Hình : Thân máy kiểu vỏ thân chịu lực Chú thích: 1- Lỗ lắp bu lông 2- Lỗ dẫn nước làm mát 3- Lỗ dẫn dầu bôi trơn 4- Áo nước làm mát 5- Rãnh dẫn dầu bôi trơn 6- Ổ trục khuỷu 7- Thân máy 8- Gioăng bao kín 9- Ổ đỡ trục phối khí 10- Xy lanh A- Mặt lắp ghép với nắp máy B- Mặt bích phía trước Ưu điểm : - Xylanh không chịu lực - Dễ sửa chửa, thay ống lót Nhược điểm : - Chế tạo lót xylanh khó, mắc tiền - Chảy nước hay dầu ụ cấy gujông 2.3 Gujông chịu lực Chú thích: 1- Hộp trục khuỷu 2- Thân xy lanh 3- Nắp xy lanh 4- Gujông nắp máy 5- Gujông thân máy 6- Lỗ lắp trục cam 7- Gujông toàn 8- Đế máy Hình : Gujông chịu lực Ưu điểm : - Dễ chế tạo - Xylanh, thân xylanh không chịu lực Nhược điểm : - Vật liệu làm gujông đòi hỏi độ mỏi cao, độ dẻo cao → Chọn phương án vỏ thân chiụ lực Phương án lót xylanh 3.1 Lót xylanh khô Hình : Lót xy lanh khô Ưu điểm : - Độ cứng vững lớn - Có thể làm mỏng, tốn vật liệu - Không trực tiếp tiếp xúc với nước làm mát nên không sợ rò nước lọt khí Nhược điểm : - Lắp ghép phức tạp - Khả làm mát - Nhiều bề mặt gia công xác khó khăn việc chế tạo sửa chữa 3.2 Lót xylanh ướt Hình : Lót xy lanh ướt Ưu điểm : - Do trực tiếp tiếp xúc với nước làm mát nên làm mát tốt, không xảy tượng nóng - Khiến cho công nghệ đúc thân máy trở nên dễ dàng hơn, đồng thời dùng vật liệu xấu làm vật liệu lót - Gia công tương đối đơn giản - Sửa chữa thay dễ dàng Nhược điểm : - Khó bao kín, dễ bị rò chảy nước xuống cacte làm hỏng dầu nhờn - Độ cứng vững lót xylanh ướt lót xylanh khô → Chọn phương án lót xylanh ướt Phương án nắp xylanh 4.1 Nắp xylanh động xăng 4.1.1 Buồng cháy bán cầu Hình : Buồng cháy bán cầu Ưu điểm : - Giảm bề mặt tiếp xúc, diện tích bề mặt nhỏ gọn - Nắp máy buồng đốt có kết cấu đơn giản, nhỏ gọn - Cường độ xoáy lốc thích hợp - Giúp cho cháy diễn dễ dàng - Xupap nạp thải bố trí phía khác nhau, trục cam bố trí điều khiển hai xupap thuận lợi cho việc nạp hỗn hợp khí thải khí cháy Nhược điểm : - Tổn thất nhiệt trình cháy - Làm ngắn đường lửa - Nếu đỉnh piston làm lồi để tăng tỷ số nén tạo xoáy lốc buồng đốt cháy dội khó làm mát đỉnh piston 4.1.2 Buồng cháy hình chêm Hình : Buồng cháy hình chiêm Ưu điểm : - Cấu tạo nhỏ gọn - Cường độ xoáy lốc thích hợp - Có thể bố trí nắp xylanh xylanh - Giảm tổn thất nhiệt Nhược điểm : - Áp lực khí thể tăng - Phá hủy bề mặt - Chiều cao nắp xylanh cần lựa chọn thích hợp - Đòi hỏi làm đường gân gia cố để đảm bảo độ cứng 4.1.3 Buồng cháy khối ôvan Hình 10 : Buồng cháy khối ô van Ưu điểm : - Xupap nạp thải bố trí phía, điều khiến cho lợi dụng nhiệt khí thải để sấy nóng đường ống nạp 10 Nhược điểm : - Xupap nạp thải bố trí phía khó khăn cho việc nạp hỗn hợp khí thải khí 4.1.4 Buồng cháy Ricácđô Hình 11 : Buồng cháy Ricacđô Ưu điểm : - Kết cấu đơn giản dễ chế tạo - Giảm chiều cao động - Cơ cấu phân phối khí đơn giản dễ dẫn động Nhược điểm : - Thân máy trở nên phức tạp, phải bố trí cấu phối khí thường thải, nạp thân máy - Làm mát vùng xupap khó khăn 4.2 Nắp xylanh động diesel 4.2.1 Buồng cháy trực tiếp Hình 12: Buồng cháy trực tiếp Ưu điểm : - Cấu tạo đơn giản, dễ khởi động - Nạp khí tốt 11 - Dễ dàng tạo xoáy lốc - Tiết kiệm nhiên liệu, tiêu hao nhiên liệu thấp khoảng 10% so với phun gián tiếp - Tổn thất nhiệt ít, nhiệt độ khí xả thấp,hiệu suất nhiệt cao Nhược điểm : - Tỷ số nén cao - Phu ̣ thuô ̣c vào chấ t lươ ̣ng vòi phun - Áp suấ t khí cháy tăng lên đô ̣t ngô ̣t nên tiế ng ồ n và đô ̣ rung cũng tăng theo 4.2.2 Buồng cháy xoáy lốc hình cầu phân thành nửa Hình 13 : Buồng xoáy lốc hình cầu phân thành nửa Ưu điểm : - Tạo xoáy lốc mạnh, tạo điều kiện cháy trọn vẹn - Hiệu trình cháy cao động làm việc với tốc độ cao Nhược điểm : - Tổn thất nhiên liệu, khó khởi động - Kết cấu phức tạp có thêm buồ ng cháy xoáy lố c 4.2.3 Buồng cháy dự bị Hình 14 : Buồng cháy dự bị Ưu điểm : - Hoa ̣t đô ̣ng êm vì ở buồ ng đố t chiń h áp suấ t thấ p và không tăng đô ̣t ngô ̣t Nhược điểm : 12 - Nhiê ̣t đô ̣ khí xả cao - Khó khởi động - Có kết cấu phức tạp phải bố trí thêm buồng đốt phụ → Chọn phương án nắp động xăng buồng cháy bán cầu Phương án gioăng bao kín 5.1 Gioăng đồng nhôm Hình 15 : gioăng nhôm Ưu điểm : - Dễ chế tạo - Độ bền cao Nhược điểm : - Yêu cầu nắp xylanh thân máy có độ cứng vững cao - Gia công mặt lắp ghép nhẵn 5.2 Gioăng thép Hình 16 : Gioăng thép Ưu điểm : - Có sức bền độ cứng vững lớn Nhược điểm : - Ở lỗ dẫn nước làm mát dầu bôi trơn, phải dùng đệm cao su để bao kín tốt 5.3 Gioăng thép Hình 17 : Gioăng thép Ưu điểm : - Được phủ lớp nhựa chịu nhiệt dày, nên khả chịu nhiệt cao - Khả bao kín tốt Nhược điểm : 13 - Chế tạo phức tạp 5.4 Gioăng vật liệu mềm Hình 18 : Gioăng vật liệu mềm Ưu điểm : - Khả biến dạng nhiều tiếp xúc với mặt không phẳng - Khả bao kín tốt Nhược điểm : - Độ cứng vững độ bền thấp → Chọn phương án gioăng vật liệu mềm Các phương án chọn: - Thân xylanh - hộp trục khuỷu - Vỏ thân chiụ lực - Lót xylanh ướt - Nắp máy có buồng cháy bán cầu (cơ cấu xupap treo) - Gioăng vật liệu mềm III Thiết kế bố trí chung Bản vẽ bố trí chung 1.1 Hình dạng tổng thể hệ thống Hình 19 : Kích thước tổng thể 1.2 Các kích thước bên 14 Hình 20 : Mặt cắt nắp máy Hình 21 : Mặt cắt thân máy 15 Chú thích: - L1, B1, H1, L2, B1 ,H2 kích thước bao ( dài x rộng x cao) thân máy nắp máy - Dnạp, Dthải: đường kính đế xupap nạp, thải - Llót: chiều dài lót xylanh - lx: khoảng cách tâm hai xylanh - D: đường kính xylanh - Dổ trục: đường kính ổ trục Tính toán sơ - Với phương án chọn ta cần tính toán : a Thân máy: - Cần có thiết kế mặt cắt dọc để xác định khoảng cách hai đường tâm xylanh lx Nên thiết kế lx bé chiều dài L thân máy ngắn, làm thân máy nhẹ, giúp tăng độ cứng vững chi tiết (thân máy, trục khuỷu) Bên cạnh đó, lx phải đảm bảo khoảng cách tương đối để có khe hở làm mát - Kiểm tra khoảng cách lx, đường kính xylanh D phù hợp để dễ dàng bố trí xupap nắp xylanh - Dựa vào công suất động thông số đường kính cổ khuỷu tính hệ thống phát lực mà ta xác đinh đường kính ổ trục - Dựa vào thiết kế mặt cắt ngang để ta xác định hình dạng hộp trục khuỷu thân xylanh, đảm bảo chuyền hoạt động không va chạm với thân máy b Nắp máy: - Tùy thuộc vào hệ thống phân phối khí, công suất động mà ta tính toán đường kính bệ xupap nạp- thải phù hợp - Do chọn loại nắp máy bán cầu có cấu xupap treo (hình 20) nên chiều cao nắp máy cao hơn, cần tính toán phù hợp để khối lượng kích thước tổng thể động đảm bảo nhỏ gọn IV Thiết kế kĩ thuật Tính sức bền lót xylanh 1.1 Xác định chiều dày xylanh lót xylanh - Lót xylanh ướt : Giả thiế t đă ̣t : - Khi làm viê ̣c lót xylanh không đươ ̣c xoay có thể giañ nở tự theo chiề u ̣c tru ̣c - Đường tâm lót xylanh thẳ ng góc với đường tâm tru ̣c khuỷu - Khi siế t bulông hoă ̣c gujông, lót xylanh không bi biế ̣ n da ̣ng - Xylanh và các chi tiế t liên kế t với nó có tiñ h đố i xứng tru ̣c - Đồ ng nhấ t về vâ ̣t liê ̣u - Áp suất khí thể phân bố 16 Điề u kiê ̣n biên : - Mă ̣t ngoài liên kế t với khố i xylanh, mô ̣t đầ u tiế p xúc với nắ p xylanh, đầ u còn la ̣i để tự - Trong trình động hoạt động, hộp trục khuỷu chịu tải trọng nhiệt chuyển vị theo phương Y xem không đáng kể - Vì vậy, mô hình tính ta thay liên kết với hộp trục khuỷu gối liên kết di động (bị hạn chế chuyển vị theo phương Y) Các mặt lại xylanh, khối xylanh nắp xylanh không liên kết với chi tiết khác nên xem tự - Do tính đối xứng nên chuyển vị theo phương X điểm trục đối xứng thuộc nắp xylanh (UX = 0) Hình 22a Kết cấu thành xy lanh ướt 1- thành xy lanh 2- khối xy lanh 3- nắp xy lanh 4- ngăn nước làm mát 5- gioăng làm kín Hình 22b Mô hình tính thành xy lanh ướt 1- thành xy lanh 2- Khối xy lanh 3- nắp xy lanh 4- ngăn nước làm mát Mu ̣c đić h của viê ̣c xác đinh ̣ chiề u dày xylanh, lót xylanh để đảm bảo bề dày của lót xylanh, xylanh chiụ đươ ̣c áp suấ t khí thể , nhằ m tăng tuổ i tho ̣ cho đô ̣ng cơ, tăng đô ̣ bề n của lót xylanh,xylanh - Ngoài xác đinh ̣ chiề u dày xylanh, lót xylanh còn liên quan đế n quá triǹ h trao đổ i nhiê ̣t giữa các vách xylanh với 17 Hình 23 : Sơ đồ tính sức bền lót xy lanh Nế u xét đế n tra ̣ng thái nhiê ̣t - Ngoài tải áp suất khí cháy gây ra, mặt xylanh tiếp xúc với khí cháy nên phải chịu tải nhiệt, tải không ổn định mà biến thiên theo chu trình hoạt động động - Do giản nở vật liệu làm lót vỏ thân máy khác dẫn đến mức độ giản nở khác từ sinh ứng suất mặt lót xy lanh vỏ thân - Phương chiều ứng suất nhiệt hướng từ mặt lót xy lanh đến vỏ thân 1.2 Tính sức bền vai lót xylanh Hình 24 : sơ đồ tính toán sức bền lót xy lanh - Thông số đầ u vào: chiụ lực nén Pg , lực ngang Nmax lực kéo, lực cắ t, momen uố n - Thông số đầ u ra: đô ̣ bề n vai lót xylanh chủ yế u lực kéo, lực cắ t, uố n dời lực Pg 18 - Mu ̣c đích của viê ̣c tính bề n vai lót xylanh để đảm bảo vai lót xylanh chiụ đươ ̣c các ứng suấ t kéo, nén, uố n quá triǹ h làm viê ̣c Nguyên nhân: Trong quá triǹ h làm viê ̣c áp suấ t lớn nhấ t quá triǹ h cháy xảy ta ̣i điể m chế t trên, nơi xảy ăn nhiề u nhấ t của lót xylanh - Viê ̣c cho ̣n các mă ̣t cắ t I-I, II-II hình ve,̃ các mă ̣t cắ t đó đươ ̣c cho ̣n qua nơi mà có tâ ̣p trung ứng suấ t nguy hiể m nhấ t, lớn nhấ t Nế u các ứng suấ t ta ̣i các nơi đó thỏa mañ điề u kiê ̣n bề n thì các ứng suấ t ta ̣i các tiế t diê ̣n khác đề u thỏa a)Ứng suất tiết diện I-I - Dời lực Pg trọng tâm tiết diện I-I phân thành hai lực PH PT, dời lực Pg sinh momen uốn vai lót xylanh có giá trị Pgl - Ứng suất kéo lực PH gây PH MN/m2 Dm h k - Ứng suất cắt lực Pg gây c PT MN/m2 Dm h - Ứng suất uốn dời lực Pg gây u Pg l Wu Pg l Dm h MN/m2 Trong đó : Dm – đường kiń h tính toán của tiế t diê ̣n I-I h – chiề u rô ̣ng của tiế t diê ̣n I-I ( k u ) 4 c2 MN/m2 Đố i với lót xylanh bằ ng gang hơ ̣p kim ứng suấ t tổ ng cho phép nằ m pha ̣m vi 40 80 MN/m2 b)Ứng suất tiết diện II-II - Ứng suất cắt lực Pg gây c Pg DII a MN/m2 Trong đó : DII – đường kiń h của vành mă ̣t tru ̣ II-II a – chiề u cao của vành mă ̣t tru ̣ II-II Ứng suấ t cắ t cho phép c 40 MN/m2 - Ứng suất nén lực Pg gây n Pg Df b MN/m2 Trong đó : b – chiề u rô ̣ng của rañ h bao kiń Gioăng nắ p xylanh là loa ̣i gioăng mề m, ứng suấ t cho phép n 15 20 MN/m2 19 - Ứng suất nén mặt tựa phía vai lót xylanh n Pg ( D22 D32 ) Ứng suấ t cho phép đố i với lót xylanh bằ ng hơ ̣p kim nằ m pha ̣m vi n 80 100 MN/m2 - Ứng suất uốn lực ngang N gây u Mu N max l1l2 D1 MN/m2 4 Wu 0,1L( D1 D ) Trong đó : L – khoảng cách giữa hai điể m tựa của lót xylanh l1 và l2 – khoảng cách từ điể m tựa phiá và phiá dưới tới vi tri ̣ ́ xuấ t hiê ̣n lực ngang lớn nhấ t Nmax Ứng suấ t uố n cho phép nằ m pha ̣m vi u 20 MN/m2 Tính sức bền bu lông lắp ghép xylanh thân máy với hộp trục khuỷu - Giả thuyết : Các bu lông chịu lực siết Các bu lông chịu lực kéo nén tâm Bỏ qua ma sát bề mặt ren - Các bulông lắp ghép chịu lực khí thể Phương chiề u ứng suấ t kéo: theo phương ̣c tru ̣c bulông Điể m đă ̣t lực: ta ̣i tâm mă ̣t cắ t ngang của bulông Xét ta ̣i vi tri ̣ ́ tiế t diê ̣n bé nhấ t của phầ n ren bulông Tiń h toán trường hơ ̣p chiụ áp suấ t khí thể lớn nhấ t là pz - Ứng suất kéo bulông (hoặc gujông) xác định theo công thức sau: k k ( pz F G ) if MN/m2 Trong đó: k – hệ số siết chặt bu lông ; G – trọng lượng thân máy nắp xy lanh (MN) ; i – số bu lông ; F – diện tích đỉnh piston (m2) ; f – diện tích tiết diện bé phần ren bu lông (hoặc gujông) (m) ; - Ứng suất cho phép : Đối với bu lông (hoặc gujông) thép cacbon [ k ] = 60 MN/m2 (600kG/ cm2 ) Đối với bu lông (hoặc gujông) thép hợp kim [ k ] = 60 MN/m2 (600kG/ cm2 ) 20 Tính sức bền nắp xylanh Các lực tác dụng: ứng suất sinh nắp xylanh chịu lực khí thể Pz, lực siết gujong Pbđ, phản lực sinh miệng nắp Pf trạng thái nhiệt không đồng nắp xylanh sinh Giả thiết đặt ra: o Tiết diện tính toán qua hai đường tâm xupap nơi có tiết diện nhỏ nhất: x-x o Áp suất khí thể pz phân bố diện tích có đường kính Df o Do ta chọn loại nắp xylanh làm liền bốn nắp với nên để dễ tính toán ta tính toán phần nắp tương ứng nằm xylanh Coi hình dạng nắp hình vuông o Để xuất momnet uốn mặt x-x ta xét nửa hình vuông Khi đó, lực khí thể tập trung trọng tâm nửa diện tích nắp tròn có độ lớn Pz/2 lực siết gujong - bulong tập trung trọng tâm nửa hình vuông o Để dễ khảo sát phần tính toán nhiệt ta giả thiết cho nhiệt độ phân bố tuyến tính tăng dần từ đầu nắp đến mặt tiếp xúc thân máy Hình 25 : Một phần nắp khối ô van Các trường hợp cần tính toán: o Khi động không làm việc (Pz=0): có lực Pbđ, phản lực Pf tác dụng lên nắp xylanh Ta thấy phương chiều các lực tác dụng lên nắp xylanh (hình 26) Từ hình chiếu cạnh nắp xylanh ta thấy độ lớn hai lực Pbđ, Pf (Pbđ = Pf), khoảng cách đặt lực L ,y khác nên sinh moment gây uốn Mu Do tạo ứng suất kéo mặt nguội ( mặt phía trên) ứng suất nén mặt nóng (mặt phía dưới) qua mặt phân cách trọng tâm i Do kết cấu nắp xylanh không phân bố đồng theo chiều cao nên mặt phẳng trọng tâm i thường thấp mặt phẳng trung tâm 21 Hình 26: Sơ đồ tính toán nắp xy lanh Pbd L Pf D f Pbd L D f MNm 2 2 o Khi động làm việc(Pz 0): lúc lực siết Pbđ, phản lực có thêm Mu lực khí thể Pz tác dụng lên xylanh Thông thường để đảm bảo mặt tiếp xúc không bị hở trị số lực siết thường phạm vi : Pbđ = (1,5 ÷ 2,5) Pz Lúc Pf =Pbđ – Pz, xác định lực vị trí đặt lực (hình 27) Từ ta tìm moment uốn Mu, ứng suất kéo- nén phần động không làm việc Ngoài ra, trình làm việc mặt nóng nắp xylanh chịu nhiệt độ cao trình cháy truyền lên nắp xylanh Điều làm cho độ bền giới mặt nóng bị giảm sút , loại nắp xylanh nhôm hợp kim Do ta cần thiết kế để đường i nằm thấp làm giảm ứng suất nén tác dụng lên mặt nóng 22 Hình 27 : Sơ đồ tính toán nắp xy lanh Mu Pbd L Pf D f Pz D f 2 3 Do chịu nhiệt nên mặt nóng có chịu thêm ứng suất nhiệt t tống ứng suất mặt nóng : = t +n Nhiệt độ , ứng suất nhiệt theo chiều dài phân bố hình Hình 28: Sơ đồ phân bố ứng suất V THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ Quy trình công nghệ chế tạo, lắp ráp - Phân tích đặc điểm yêu cầu kĩ thuật bề mặt gia công : + Mặt lót xy lanh : chịu ăn mòn điện hóa nên cần phủ lớp bakelit mạ cadimi, mạ thiếc, mạ crôm, dùng kẽm bảo vệ cực dương + Chú ý mặt tiếp xúc lót xy lanh nắp : cần phải vát mép, bo tròn để tránh ứng suất tập trung, cháy - Trình tự nguyên công - Phương pháp gia công 23 - Phương pháp chế tạo : Phương pháp đúc(đối với động nhỏ trung bình), phương pháp hàn(đối với động cỡ lớn) - Sử dụng gân gia cường để tăng độ cứng vững - Chọn máy, chọn dao, trang bị công nghệ cho nguyên công Quy trình kiểm tra chất lượng sản phẩm - Độ bền, độ giản nở, độ mài mòn, thông số nhiệt độ, tiêu chuẩn kích thước Các máy móc, dụng cụ, trang thiết bị cần thiết Vật liệu sử dụng Vâ ̣t chế ta ̣o thân máy: gang xám CH15-32, CH24-44, CH28-48 Vâ ̣t liê ̣u chế ta ̣o nắp xylanh : - Vâ ̣t liê ̣u thường dùng: gang xám hoă ̣c gang hơ ̣p kim có đô ̣ bề n cao Các chi tiết không cần chế tạo: - Mua gioăng bao kín VI THIẾT KẾ KINH TẾ - Chi phí mua nguyên vật liệu - Chi phí thuê nhà xưởng, mặt - Chi phí nhân công: công nhân, kỹ sư, thư ký, chuyên gia tư vấn, quản lý, lãnh đạo, nhân viên, chuyên viên, kĩ thuật viên… - Chi phí máy móc, thiết bị, dụng cụ… - Công nghệ, quản lý, dự án… - Các loại thuế - Chi phí dịch vụ quảng cáo, bán hàng, marketing - Các khoản phụ thu: điện nước, rác thải, chi phí vận chuyển… 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến, kết cấu tính toán động đốt (tập 2), Nhà xuất giáo dục, 1996 BAN QUẢN LÝ DỰ ÁN NÔNG NGHIỆP DỰ ÁN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NÔNG NGHIỆP – AST TÀI LIỆU KỸ THUẬT > ĐÀO TẠO Trường Cao đẳng Cơ điện Nông nghiệp Nam Bộ, giáo trình điện điện tử ngành công nghệ ô tô phần B Đường link http://ast.apmb.gov.vn/Upload/Download/Giaotrinh/truongdccodienvanongnghiepnam bo/nganhcongngheoto/giaotrinhdcdt-phanb.pdf MATHalino.com Engineering Math Review Strength Of Meterials –W Johnson Professor of Mechanical Engineering University of Manchester Institute of Science and Technology Đường link http://www.mathalino.com/reviewer/mechanics-and-strength-of-materials/thermalstress Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Ngô Trọng Lượng 2011, Nghiên cứu phân bố ứng suất nhiệt thành xy lanh động kỳ phương pháp phần tử hữu hạn, Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật , Nha Trang 25 ... thể (thân máy, nắp xylanh, gujông (bulông), lót xylanh, gioăng bao kín) - Chịu lực siết (thân máy, nắp xylanh, vai lót xylanh, gioăng bao kín) - Chịu nhiệt độ cao (thân máy, nắp xylanh, lót xylanh,... suất nhiệt (nắp xylanh, lót xylanh) - Chịu mài mòn (thân xylanh, lót xylanh, bạc lót ổ trục) - Chịu ăn mòn hóa học (thân máy, nắp xylanh, lót xylanh) - Chịu ăn mòn điện hóa (mặt lót xy lanh) Yêu... khí thân máy nắp xylanh 1.2.2 Thân rời liền nắp xylanh Ưu điểm : - Thân máy làm thân chung có nhiều xylanh tăng độ cứng vững động cơ, rút ngắn chiều dài giảm trọng lượng thân máy - Nắp xylanh